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En geología , la estratificación cruzada , también conocida como estratificación cruzada , es la formación de capas dentro de un estrato , en ángulo con respecto al plano de estratificación principal . Las estructuras sedimentarias resultantes son unidades aproximadamente horizontales compuestas por capas inclinadas. La estratificación deposicional original está inclinada, y esta inclinación no es resultado de una deformación posterior a la deposición . Las estratificaciones cruzadas o "conjuntos" son los grupos de capas inclinadas, que se conocen como estratos cruzados.
La estratificación cruzada se forma durante la deposición en las superficies inclinadas de formas de lecho como rizaduras y dunas ; indica que el ambiente de deposición contenía un medio fluido (típicamente agua o viento). Ejemplos de estas formas de lecho son rizaduras, dunas, antidunas , ondas de arena , montículos , barras y pendientes deltaicas . [ 1 ] Los ambientes en los que el movimiento del agua es lo suficientemente rápido y profundo como para desarrollar formas de lecho a gran escala se dividen en tres grupos naturales: ríos, ambientes costeros dominados por las mareas y ambientes marinos. [ 2 ]
Significado
Las estratificaciones cruzadas pueden revelar a los geólogos mucha información sobre cómo era un área en la antigüedad. La dirección de la inclinación de las capas indica la paleocorriente , es decir, la dirección aproximada del transporte de sedimentos . El tipo y el estado de los sedimentos pueden indicar a los geólogos el tipo de ambiente (redondeo, clasificación, composición...). El estudio de análogos modernos permite a los geólogos extraer conclusiones sobre ambientes antiguos. La paleocorriente se puede determinar observando una sección transversal de un conjunto de estratificaciones cruzadas. Sin embargo, para obtener una lectura precisa, el eje de las capas debe ser visible. También es difícil distinguir entre las estratificaciones cruzadas de una duna y las de una antiduna. (Las dunas se inclinan aguas abajo, mientras que las antidunas se inclinan aguas arriba). [ 1 ]
La dirección del movimiento de las estratificaciones cruzadas puede mostrar antiguas direcciones de flujo o viento (denominadas paleocorrientes). Los estratos frontales se depositan en el ángulo de reposo (~34 grados con respecto a la horizontal), por lo que los geólogos pueden medir la dirección de buzamiento de los sedimentos con estratificación cruzada y calcular la dirección del paleoflujo. Sin embargo, la mayoría de las estratificaciones cruzadas no son tabulares, sino depresiones . Dado que las depresiones pueden generar una variación de 180 grados en el buzamiento de los estratos frontales, se pueden obtener paleocorrientes falsas al medir los estratos frontales a ciegas. En este caso, la verdadera dirección de la paleocorriente viene determinada por el eje de la depresión. La dirección de la paleocorriente es importante para reconstruir el clima pasado y los patrones de drenaje: las dunas de arena conservan las direcciones predominantes del viento, y las ondulaciones de corriente muestran la dirección en la que se movían los ríos.
Formación
La estratificación cruzada se forma por la migración aguas abajo de formas de lecho como rizaduras o dunas [ 3 ] en un fluido en movimiento. El flujo del fluido provoca que los granos de arena salten por el lado de barlovento (aguas arriba) de la forma de lecho y se acumulen en la cima hasta alcanzar el ángulo de reposo. En este punto, la cresta de material granular ha crecido demasiado y será superada por la fuerza del agua en movimiento, cayendo por el lado de sotavento (aguas abajo) de la duna. Las avalanchas repetidas eventualmente formarán la estructura sedimentaria conocida como estratificación cruzada, con la estructura inclinada en la dirección de la paleocorriente.
El sedimento que posteriormente forma estratificación cruzada generalmente se clasifica antes y durante la deposición en el lado "a sotavento" de la duna, lo que permite reconocer la estratificación cruzada en rocas y depósitos de sedimentos. [ 4 ]
El ángulo y la dirección de las estratificaciones cruzadas suelen ser bastante consistentes. El espesor de las estratificaciones cruzadas individuales puede variar desde unas pocas decenas de centímetros hasta cientos de pies o más, dependiendo del ambiente de deposición y del tamaño de la forma del lecho. [ 5 ] La estratificación cruzada puede formarse en cualquier ambiente donde un fluido fluya sobre un lecho con material móvil. Es más común en depósitos fluviales (compuestos de arena y grava), zonas de mareas y dunas eólicas .
Patrones de clasificación interna
Los sedimentos con estratificación cruzada se reconocen en el campo por las numerosas capas de " capas frontales ", que son la serie de capas que se forman en la parte inferior o a sotavento de la forma del lecho (rizadura o duna). Estas capas frontales se pueden diferenciar individualmente debido a la separación a pequeña escala entre capas de material de diferentes tamaños y densidades.
La estratificación cruzada también puede reconocerse por las truncaciones en conjuntos de estratos frontales de rizaduras, donde los depósitos fluviales preexistentes son erosionados por una inundación posterior y se depositan nuevas formas de lecho en el área erosionada.
Geometrías
La estratificación cruzada se puede subdividir según la geometría de los conjuntos y los estratos cruzados en subcategorías. Los tipos más comúnmente descritos son la estratificación cruzada tabular y la estratificación cruzada en artesa. La estratificación cruzada tabular, o estratificación planar, consiste en unidades de estratificación cruzada que son extensas horizontalmente en relación con el espesor del conjunto y que tienen superficies límite esencialmente planas. [ 3 ] La estratificación cruzada en artesa, por otro lado, consiste en unidades de estratificación cruzada en las que las superficies límite son curvas y, por lo tanto, limitadas en extensión horizontal. [ 3 ]
Estratificaciones cruzadas tabulares (planares)
Las estratificaciones cruzadas tabulares (planares) consisten en unidades de estratificación cruzada de gran extensión horizontal en relación con el espesor del conjunto y que presentan superficies límite esencialmente planas. Las láminas frontales de las estratificaciones cruzadas tabulares están curvadas de manera que se vuelven tangentes a la superficie basal. [ 3 ]
La estratificación cruzada tabular se forma principalmente por la migración de rizaduras y dunas de gran escala y cresta recta. Se forma durante regímenes de flujo bajo. El espesor de los estratos individuales varía desde unas pocas decenas de centímetros hasta un metro o más, pero se han observado espesores de hasta 10 centímetros. [ 6 ] Cuando la altura del conjunto es menor de 6 centímetros y las capas de estratificación cruzada tienen solo unos pocos milímetros de espesor, se utiliza el término laminación cruzada, en lugar de estratificación cruzada. Los conjuntos de estratificación cruzada ocurren típicamente en sedimentos granulares, especialmente arenisca , e indican que los sedimentos se depositaron como rizaduras o dunas, que avanzaron debido a una corriente de agua o aire. [ 7 ]
Estratificación cruzada en artesa
Las capas cruzadas son estratos de sedimento inclinados con respecto a la base y la parte superior del estrato al que están asociadas. Estas capas pueden proporcionar a los geólogos modernos mucha información sobre ambientes antiguos, como el ambiente de deposición, la dirección del transporte de sedimentos (paleocorriente) e incluso las condiciones ambientales en el momento de la deposición. Normalmente, las unidades en el registro rocoso se denominan estratos, mientras que las capas que los componen se denominan láminas cuando tienen menos de 1 cm de espesor y estratos cuando tienen más de 1 cm de espesor. [ 1 ] Las capas cruzadas están anguladas con respecto a la base o la parte superior de los estratos circundantes. A diferencia de los estratos angulados, las capas cruzadas se depositan en ángulo en lugar de horizontalmente y se deforman posteriormente. [ 8 ] Las capas cruzadas en artesa tienen superficies inferiores curvas o en forma de cuchara que truncan los estratos subyacentes. Los estratos frontales también son curvos y se fusionan tangencialmente con la superficie inferior. Están asociados con la migración de dunas de arena. [ 9 ]
Sedimento
La forma de los granos y la clasificación y composición del sedimento pueden proporcionar información adicional sobre la historia de las capas cruzadas. La redondez de los granos, la variación limitada en el tamaño de los granos y el alto contenido de cuarzo generalmente se atribuyen a historias más largas de meteorización y transporte de sedimentos. Por ejemplo: la arena bien redondeada y bien clasificada, compuesta principalmente de granos de cuarzo, se encuentra comúnmente en ambientes de playa, lejos de la fuente del sedimento. El sedimento mal clasificado y angular, compuesto por una diversidad de minerales, se encuentra más comúnmente en ríos, cerca de la fuente del sedimento. [ 8 ] Sin embargo, los depósitos sedimentarios más antiguos se erosionan y removilizan con frecuencia. Por lo tanto, un río bien puede erosionar una formación más antigua de arenas de playa bien redondeadas y bien clasificadas de cuarzo casi puro.
Entornos
ríos
Los caudales se caracterizan por el clima (nieve, lluvia y deshielo) y la pendiente. Las variaciones de caudal medidas en diversas escalas temporales pueden modificar la profundidad y la velocidad del agua. Algunos ríos se caracterizan por un hidrograma predecible y controlado estacionalmente (que refleja el deshielo o la temporada de lluvias). Otros están dominados por variaciones de duración características del deshielo de los glaciares alpinos o de tormentas aleatorias, que producen caudales repentinos. Pocos ríos presentan un registro a largo plazo de caudal constante en las rocas. [ 2 ]
Las formas del lecho son cuerpos de almacenamiento de sedimentos relativamente dinámicos con tiempos de respuesta cortos en relación con los cambios importantes en las características del flujo. Las formas del lecho a gran escala son periódicas y se presentan en el canal (a escala de la profundidad). Su presencia y variabilidad morfológica se han relacionado con la intensidad del flujo, expresada como velocidad media o esfuerzo cortante . [ 2 ]
En un entorno fluvial, el agua de un arroyo pierde energía y su capacidad para transportar sedimentos. Estos sedimentos caen del agua y se depositan a lo largo de una barra de arena. Con el tiempo, el río puede secarse o romperse, y la barra de arena puede conservarse como estratificación cruzada.
Dominado por las mareas
Los entornos dominados por las mareas incluyen:
- Cuerpos de agua costeros que están parcialmente delimitados por la topografía , pero que tienen una conexión directa con el mar.
- Líneas costeras con una amplitud de marea superior a un metro.
- Zonas en las que el volumen de escorrentía de agua es bajo en relación con el volumen o impacto de las mareas.
En general, cuanto mayor es el rango de mareas, mayor es la fuerza máxima del flujo. [ 2 ] La estratificación cruzada en áreas dominadas por las mareas puede conducir a la formación de una estratificación cruzada en espina de pescado .
Aunque la dirección del flujo se invierte regularmente, los patrones de flujo de las corrientes de marea alta y baja no suelen coincidir. En consecuencia, el agua y el sedimento transportado pueden seguir una ruta indirecta al entrar y salir del estuario. Esto da lugar a sistemas espacialmente variados donde algunas partes del estuario están dominadas por la marea alta y otras por la marea baja. La variabilidad temporal y espacial del flujo y el transporte de sedimentos, junto con las fluctuaciones regulares del nivel del agua, crea una variedad de morfologías del lecho. [ 2 ]
Aguas marinas poco profundas
Las grandes formas de lecho se producen en plataformas continentales clásticas terrígenas o carbonatadas poco profundas y plataformas epicontinentales que se ven afectadas por fuertes corrientes geostróficas , marejadas ciclónicas ocasionales y/o corrientes de marea. [ 2 ]
eólico
En un ambiente eólico, las estratificaciones cruzadas suelen presentar una gradación inversa debido a su deposición por flujos de grano . El viento transporta el sedimento a lo largo del suelo hasta que comienza a acumularse. El lado donde se produce la acumulación se denomina lado de barlovento. A medida que continúa acumulándose, parte del sedimento cae por el extremo. Este lado se denomina lado de sotavento . Los flujos de grano ocurren cuando el lado de barlovento acumula demasiado sedimento, se alcanza el ángulo de reposo y el sedimento se desmorona. A medida que se acumula más sedimento encima, el peso hace que el sedimento subyacente se cemente y forme estratificaciones cruzadas. [ 8 ]
Referencias
- 1 2 3 Collinson, JD, Thompson, DB, 1989, Estructuras sedimentarias (2.ª ed.): División académica de Unwin Hyman Ltd, Winchester, MA, XXX p.
- 1 2 3 4 5 6 Ashley, G. (1990) "Clasificación de formas de lecho subacuáticas a gran escala: una nueva perspectiva sobre un viejo problema." Journal of Sedimentary Petrology . 60.1: 160-172. Impreso.
- 1 2 3 4 Boggs, S., 2006, Principios de sedimentología y estratigrafía (4.ª ed.): Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, XXX p.
- ↑ Reesink, AJH y Bridge, JS, 2007 "Influencia de las formas de lecho superpuestas y la inestabilidad del flujo en la formación de estratos cruzados en dunas y barras unitarias." Geología Sedimentaria , 202, 1-2, págs. 281-296 doi : 10.1016/j.sedgeo.2007.02.00508/2002 .
- ↑ Bourke, Lawrence y McGarva, Roddy. "Go With The Flow: Part I Paleotransport Analysis ." Task Geoscience. Np, 08/2002. Web. 2 de noviembre de 2010. < "Task Geoscience - los expertos en imágenes de pozos y medidores de inclinación" . Archivado del original el 28 de octubre de 2010. Recuperado el 2 de diciembre de 2010 .>
- ↑ Stow, AV, 2009, Rocas sedimentarias en el campo. Una guía de colores (3.ª ed.) impreso.
- ↑ Hurlbut, C. 1976. El planeta en el que vivimos, una enciclopedia ilustrada de las ciencias de la Tierra. NY: Harry N. Abrams, Inc., Impreso.
- 1 2 3 Middleton, G., 2003, Enciclopedia de rocas sedimentarias : <MPG Books, Cornwall, GB, XXX p.
- ↑ McLane, Michael, Sedimentología, Oxford University Press, 1995, pp. 95-97 ISBN 0-19-507868-3
- Monroe, James S. y Wicander, Reed (1994) La Tierra cambiante: Explorando la geología y la evolución , 2.ª ed., St. Paul, Minn. : West, ISBN 0-314-02833-1, págs. 113 – 114.
- Rubin, David M. y Carter, Carissa L. (2006) Formas de lecho y estratificación cruzada en animación , Sociedad de Geología Sedimentaria (SEPM), Serie Atlas 2 , DVD n.° 56002, ISBN 1-56576-125-1
- Prothero, DR y Schwab, F., 1996, Geología sedimentaria, pág. 43-64, ISBN 0-7167-2726-9
Enlaces externos
- Animación de estratificación cruzada del USGS.
- La bibliografía de la investigación eólica
- Estratamiento cruzado
- Rocas sedimentarias
- Sedimentología
